[发明专利]传感器数据采集方法及电路

说明书

本发明提供了一种传感器数据采集方法及电路，包括：步骤1、采用第一采样频率对目标信号进行采样，得到发生混叠现象的混叠结果；根据多个其他采样频率对目标信号的采样结果，得到目标信号的观测带宽；步骤2、根据所述观测带宽对所述混叠结果做奈奎斯特频率镜像，使奈奎斯特频率镜像后的结果的频率处于所述观测带宽内。本发明在利用傅里叶变换结果计算频率时引入了镜像法，在使用了足够高的采样频率的同时，仅仅采样1k个点数就可以让频率分辨率达到2(仅仅采样少量点数就可以让频率分辨率精度足够高)，这极大地节约了传感器的电量。

技术领域

本发明涉及测量领域，具体地，涉及一种传感器数据采集方法及电路。

背景技术

目前的采样技术体系中，主流的方案为传感器以一种固定的采样频率对时域信号采样较长的时间。比如传感器每隔一段周期T，以采样频率Fs对时域信号采样一段时间t，并得到N个点，采样频率越高，则传感器的耗电量越大。

在某些工作条件下对传感器的工作时长有较高的要求，比如矿井下的某些区域的特殊性导致员工并不能比较方便地更换传感器电池。

根据奈奎斯特采样定理可知，只有当采样频率大于等于原频率的二倍时，才可以无损地将原有信号频率信息全部采集。所以通常情况下传感器会选择较高的采样频率，如20k，30k等。在实践中，频率分辨率的取值一般为2，所以当采样频率在30k时，采集点数在15k，这极大地消耗了传感器的电量。

综上所述，在不消耗传感器更多的电量的前提条件下，如何尽可能多地采集数据是亟需解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种传感器数据采集方法及电路。

根据本发明提供的一种传感器数据采集方法，包括：

步骤1、采用第一采样频率对目标信号进行采样，得到发生混叠现象的混叠结果；

根据多个其他采样频率对目标信号的采样结果，得到目标信号的观测带宽；

步骤2、根据所述观测带宽对所述混叠结果做奈奎斯特频率镜像，使奈奎斯特频率镜像后的结果的频率处于所述观测带宽内。

优选地，所述第一采样频率低于所述其他采样频率。

优选地，所述其他采样频率包括第二采样频率和第三采样频率，所述第二采样频率低于所述第三采样频率。

优选地，所述步骤2包括：

将所述混叠结果关于奈奎斯特频率做镜像，判断奈奎斯特频率镜像后的频率是否在所述观测带宽内；

若判断结果为是，则得到最终的采集结果；若判断结果为否，则再进行关于下一个整数倍的奈奎斯特频率做镜像，直至奈奎斯特频率镜像后的频率在所述观测带宽内。

优选地，所述第一采样频率包括512Hz，所述多个其他采样频率包括4096Hz和61500Hz。

优选地，每个采样频率分别具有对应的截止频率，所述截止频率为采样频率的一半。

优选地，所述感器数据采集方法的分辨率为2。

根据本发明提供的一种传感器数据采集电路，包括：

第一采样频率电路：采用第一采样频率对目标信号进行采样，得到发生混叠现象的混叠结果；

其他采样频率电路：根据多个其他采样频率对目标信号的采样结果，得到目标信号的观测带宽；

开关：连接在所述第一采样频率电路和所述其他采样频率电路的输入端，在所述第一采样频率电路和所述其他采样频率电路之间选择导通；